完成 Eye to Eye 场景下的手眼标定

本文档介绍如何完成 Eye to Eye 场景下的手眼标定。

关于 Eye to Eye 场景下手眼标定的说明,请参考 双相机(Eye to Eye)标定

标定前准备

在进行手眼标定前,您先需要完成如下准备工作:

  • 完成梅卡曼德视觉系统的搭建。

  • 准备标定所需物料。

  • 调整标定板点云成像。

  • 完成机器人与通信配置。

完成整个视觉系统的搭建

请参照 视觉系统的搭建 章节完成梅卡曼德视觉系统的搭建。

手眼标定需要使用Mech-Eye Viewer、Mech-Center 、 Mech-Vision 和 Mech-Viz 软件。请确保上述软件已经安装并更新到最新版本。

准备标定所需物料

Eye to Eye 场景下标定需要使用标定板。请按照如下要求准备标定板:

  • 请确保标定板上圆清晰,没有明显刮花痕迹,标定板没有明显弯曲变形。

  • 在 Eye to Eye 场景下,先将标定板连接件安装到机器人末端法兰上,再将标定板安装到连接件上。确保标定板安装稳固,标定板与机器人末端的 XY 平面平行。

    当机器人法兰装载不可拆卸夹具时,可将标定板直接固接在夹具上。

此外,在标定开始前,请将机器人移动到标定起始位姿,即两个相机视野重叠区域最下层的中心位置。

调整标定板点云成像

  1. 打开Mech-Eye Viewer软件,依次连接每个相机,调整相机参数。

  2. 调整 2D 参数 ,使 2D 图中标定板清晰,没有过曝和过暗现象。

  3. 调整 3D 参数 ,使标定板上圆点点云饱满完整,建议将点云后处理中的点云平滑噪点去除改为Normal,降低点云波动范围。

    若现场环境光较复杂,建议通过遮补光来降低环境光对 2D 图和点云的影响。

  4. 通过完成以上步骤来确保标定板点云成像质量满足要求。

    正常 过曝 欠曝

    2D 图

    normal-2d

    overexposure-2d

    underexposure-2d

    点云

    normal-3d

    overexposure-3d

    underexposure-3d

标定预配置

如果机器人支持标准接口或主控通信方式,请参照 Eye to Hand 场景下的自动标定流程的 标定预配置 章节完成标定预配置。

与以上标定流程相比,Eye to Eye 场景的标定预配置需要在选择相机安装方式窗口,选择Eye to eye单选框。

calibration ete calib preset ete

如果机器人不支持支持标准接口或主控通信方式,请参照 Eye to Hand 场景下的手动标定(标定板多个随机位姿)流程的 标定预配置 章节完成标定预配置。

与以上标定流程相比,Eye to Eye 场景的标定预配置在如下步骤存在差异:

  1. 选择相机安装方式窗口,选择Eye to eye单选框。

    calibration ete calib preset ete
  2. 选择如何采集数据窗口,选择标定板多个随机位姿单选框。

    calibration ete calib preset ete random

标定过程

连接相机

  1. 连接相机步骤,在检测到的相机列表中选中需要连接的副相机,然后单击 calibration icon 1 即可连接相机,或者直接双击需要连接的相机。

    calibration ete connect camera ete
  2. 重复上述步骤连接主相机。主相机连接后,相机编号前将显示 master 图标。

    如果要切换主相机,选中相机,然后单击设为主相机按钮。

  3. 连接相机后,可以选择连续采集或者单次采集按钮。

    calibration ete image capture ete
  4. 图像视图中,确定相机采集的 2D 图和深度图符合标定要求,然后在底部栏单击下一步按钮。

    • 如果采集的图像不符合标定要求,你需要打开Mech-Eye Viewer软件 调整相机的2D和3D曝光参数 ,并重新进行采集。

    • 此步骤仅采集主相机的 2D 图和深度图。如果确认副相机的图像采集效果,可以将其切换为主相机,确认图像采集效果后再把原主相机设置为主相机。

其他步骤

如果机器人支持标准接口或主控通信方式,请参照 Eye to Hand 场景下的自动标定流程的 标定过程 章节完成剩余步骤的配置。

如果机器人不支持支持标准接口或主控通信方式,请参照 Eye to Hand 场景下的手动标定(标定板多个随机位姿)流程的 标定过程 章节完成剩余步骤的配置。

  • 获取图像和位姿步骤,软件将会同时完成两台相机的图像和位姿标定数据采集。你可以在标定图像及位姿列表面板中切换相机,查看不同相机采集的标定板图像以及标定圆信息。

  • 计算相机参数步骤,软件将会同时完成两台相机的外参计算,以及副相机在主相机下位姿关系转换。

至此,标定流程完成。

利用已有标定外参直接计算两台相机的位姿关系

在分别完成两台相机外参的标定后,可以使用 Eye to Eye 标定流程直接计算两台相机的位姿关系。

要利用已有标定外参直接计算两台相机的位姿关系,执行如下步骤:

  1. 打开 Mech-Vision 软件,在工具栏上单击相机标定(标准)按钮。标定预配置窗口将弹出。

  2. 选择如何标定窗口,选择开始新的标定单选框,然后单击下一步按钮。

    calibration calib preset new
  3. 选择标定任务窗口,从下拉列表框中选择其他机器人的手眼标定,根据需要指定机器人欧拉角类型参数,选择机器人坐标系类型,然后单击下一步按钮。

    calibration calib preset select robot other
  4. 选择标定用的机器人类型窗口,根据机器人类型选择六轴机器人四轴机器人(SCARA,Palletizer)五轴或其他类型机器人单选框,然后单击下一步按钮。

    calibration ete calib preset select robot type
  5. 选择相机安装方式窗口,选择Eye to eye单选框,然后单击下一步按钮。

    calibration ete calib preset ete
  6. 选择如何采集数据窗口,选择利用已有标定外参直接计算单选框,选择两个相机的外参文件,然后单击开始标定按钮。标定(Eye to Eye)窗口将弹出。

    calibration ete calib preset ete calculate
  7. 连接相机步骤,在检测到的相机列表中选中需要连接的相机,然后单击 calibration icon 1 连接相机。

  8. 重复以上步骤连接第二台相机,然后然后在底部栏单击下一步按钮。

  9. 计算相机参数步骤,勾选分开计算旋转结果与平移结果参数,然后单击计算相机外参按钮。

    calibration ete calcualte extri param ete quick

计算相机外参完成后,可以在点云视图面板中查看生成的融合点云。

通过 Mech-Vision 工程查看双相机标定融合效果

搭建如下图所示的工程,注意勾选“无输出时触发控制流”与“有输出时触发控制流”。

calibration ete ete project

单步运行“合并数据”步骤,显示融合后的点云。合并数据后输出的点云即为融合后的整体点云,如下图所示。可单击左上角View as Whole| 1 | 2来切换点云。

calibration ete converged poin cloud